CN101473186B - 汽缸的冲程位置测量装置 - Google Patents

Abstract

一种汽缸的冲程位置测量装置，其用于在通过利用旋转传感器检测旋转辊的旋转量而测量汽缸的冲程位置时，实现旋转传感器单元的通用化。在汽缸(200)的头部(200H)设置有至少收容旋转辊(110)和旋转传感器部(120)的开口部(300A)。在传感器保持部件(150)的一面保持推压部件(130)、旋转辊(110)和旋转传感器部(120)，在传感器保持部件(150)的相反面例如设置有连结部件(140)，构成旋转传感器单元(100)。传感器保持部件(150)以使旋转辊(110)和旋转传感器部(120)收容于基座部件(300)的开口部(300A)的方式安装于基座部件(300)。在此，旋转辊(110)被推压部件(130)向活塞杆(202)的表面推压。旋转传感器部(120)检测旋转辊(110)的旋转量。连结部件(140)电连结旋转传感器部(120)和外部的信号线(160)。

Description

汽缸的冲程位置测量装置 

技术领域

本发明涉及汽缸(cylinder)的冲程位置测量装置，尤其涉及通过检测旋转辊的旋转量来测量汽缸的冲程位置的装置。 

背景技术

现有公知的是通过利用旋转传感器检测旋转辊的旋转量来测量汽缸的冲程位置的装置。 

图1(a)示意性示出构成汽缸冲程位置测量装置的旋转传感器的结构。 

如图1(a)所示，旋转轴6000经由轴承等旋转自如地支承在固定部件2000上。在旋转轴6000的一端设置有旋转体3000。在旋转体3000配置有磁铁4000，以使磁通密度根据旋转位置周期性变化。在旋转轴6000的另一端经由接头等设置有旋转辊1000。旋转辊1000被设置为与在汽缸内部滑动的活塞的活塞杆7000的表面接触。旋转辊1000被设置成根据活塞杆7000的直线移动而旋转。 

在旋转轴6000的轴向上的与旋转体3000对置的位置设置有磁传感器部5000，该磁传感器部5000检测由磁铁4000生成的磁通密度，并输出对应于磁通密度的电信号。由磁传感器部5000检测出的电信号在后级的运算处理部中由旋转辊1000的旋转量转换为活塞杆7000的变位量。 

为了抑制上述旋转传感器的旋转辊1000和活塞杆7000之间的滑动，需要利用推压部件将旋转辊1000推压于杆表面。 

在下述专利文献1中记载有利用弹簧，将旋转辊压接于汽缸的杆的发明。 

图1(b)、(c)示出专利文献1中所示的旋转传感器的结构。 

如该图1(b)、(c)所示，在汽缸的外筒7100设置有盖7200。在盖7200设置有框架7300。在框架7300转动自如地设置有杆7400。在杆7400转动自如地安装有旋转辊1000，其与活塞杆7000的表面接触，且根据活塞杆7000的变位而旋转。 

在旋转辊1000和盖7200之间夹有将旋转辊1000向活塞杆7000的表面推压的弹簧7500。这样，由盖7200、框架7300、杆7400、旋转辊1000以及弹簧7500构成一体的旋转传感器单元9000。 

盖7200构成外筒7100的一部分。在外筒7100的开口部装配有盖7200。由此，在外筒7100和活塞杆7000之间收容构成旋转传感器单元9000的各部件。旋转辊1000被弹簧7500的弹簧力推压于杆表面。 

另外，在下述专利文献2中记载有一种冲程传感器，其在汽缸的头部装配磁传感器，并且，在杆的轴向的各部分埋入磁尺，利用磁传感器检测由磁尺产生的磁场，由此测量杆的移动位置。 

专利文献1：日本特许第2957570号公报； 

专利文献2：日本特开2000—234603号公报。 

在液压挖掘机等液压作业机械中通常装配有吊杆、臂、铲斗等多个工作装置，在各工作装置的每个汽缸中设置有冲程传感器。在通常的情况下，各工作装置的汽缸大小不同，杆或外筒的直径也相应于汽缸大小的不同而不同。另外，若液压作业机械的种类、规格不同，则汽缸的大小相应地不同，杆或外筒的直径也相应地不同。 

根据专利文献1中记载的发明可知，若杆直径或外筒直径不同，则旋转传感器单元9000中的从盖7200到旋转辊1000的杆接触面的距离也相应地不同，并且，盖7200的形状(曲率)也相应地不同。因此，针对各工作装置或每种液压作业机械，必须准备大小或盖形状不同的旋转传感器单元9000，导致不能实现旋转传感器单元的通用化。 

另外，在专利文献2记载的发明中，在汽缸盖(cylinder head)上装配冲程传感器，但冲程传感器是不与杆接触的磁传感器，不是像旋转辊那样与杆接触的结构。在这一点上，该专利文献2中记载的发明与以旋转辊的存在为前提的本发明不同。 

发明内容

本发明是鉴于上述情况而作出的，其目的在于在通过利用旋转传感器检测旋转辊的旋转量来测量汽缸的冲程位置时，实现旋转传感器单元的通用化。 

第一发明是一种汽缸的冲程位置测量装置，其测量汽缸200的冲程位置，其特征在于，具备： 

旋转辊110，其与汽缸200的活塞杆202的表面接触，对应于活塞杆202的变位而旋转； 

推压部件130，其将旋转辊110向活塞杆202的表面推压； 

旋转传感器部120，其检测旋转辊110的旋转量； 

连结部件140，其将旋转传感器部120和外部的信号线160电连接； 

基座部件300，其安装于汽缸200的头部200H，具有至少收容旋转辊110和旋转传感器部120的开口部300A； 

传感器保持部件150，其在一面151保持推压部件、旋转辊110和旋转传感器部120，并以将旋转辊110和旋转传感器部120收容于基座部件300的开口部300A的方式安装于基座部件300。 

第二发明以第一发明为基础，其特征在于， 

在传感器保持部件150的相反面152设置有连结部件140，还具备以覆盖连结部件140的方式安装于传感器保持部件150的盖部件(170)。 

第三发明以第一发明为基础，其特征在于， 

推压部件为板簧131，以对应该板簧131的挠曲而将旋转辊110向活塞杆202表面推压的方式将板簧131收容于在传感器保持部件150形成的凹部150A中。 

第四发明以第一发明为基础，其特征在于， 

在基座部件300中，在活塞杆202的冲程方向的不同的各位置以夹着旋转辊110的方式设置有挡尘密封件180、181。 

第五发明以第一发明为基础，其特征在于， 

设置有支承旋转辊110并使其转动自如的杆部件190， 

在基座部件300的开口部300A形成有倾斜孔301，该倾斜孔301随着从基座部件300的外周向内周而从活塞杆202的伸长侧朝向缩退侧， 

在杆部件190具备与倾斜孔301对应的倾斜部191， 

在倾斜孔301中插入杆部件190的倾斜部191。 

第六发明以第一发明为基础，其特征在于， 

推压部件为螺旋弹簧132，以对应该螺旋弹簧132的挠曲而将旋转辊110向活塞杆202的表面推压的方式将螺旋弹簧132收容于在传感器保持部件150形成的凹部150A中。 

参照图2、图3，说明第一发明。 

在第一发明中，在汽缸200的头部200H设置有至少收容旋转辊110和旋转传感器部120的开口部300A。在传感器保持部件150的一面保持推压部件130、旋转辊110和旋转传感器部120，在传感器保持部件150的相反面例如设置有连结部件140，构成旋转传感器单元100。但是，在传感器保持部件150的相反面设置何种部件对于本发明而言是任意的。传感器保持部件150以使旋转辊110和旋转传感器部120收容于基座部件300的开口部300A的方式安装于基座部件300。在此，旋转辊110被推压部件130向活塞杆202的表面推压。旋转传感器部120检测旋转辊110的旋转量。连结部件140电连结旋转传感器部120和作为外部信号线的传感器缆线160。 

基座部件300按汽缸200的大小、即活塞杆202的直径或外筒203的直径的大小来准备。但是，不论活塞杆202的直径或外筒203的直径的大小如何，均以使基座部件300中安装传感器保持部件150的安装面302到活塞杆202的表面为止的距离L成为恒定的方式制作基座部件300。由于从安装传感器保持部件150的安装面302到活塞杆202的表面为止的距离L为恒定，因此，能够使从旋转传感器单元100的传感器保持部件150到旋转辊110的杆接触面为止的距离恒定。 

因此，根据本发明，即使杆直径或外筒直径不同，但只要相应地准备基座部件300即可，旋转传感器单元100可以使用通用部件。这样，根据本发明，当通过利用旋转传感器检测旋转辊的旋转量而测量汽缸的冲程位置时，能够实现旋转传感器单元的通用化。 

在第二发明中，在传感器保持部件150的相反面152设置有连结部件140，以覆盖连结部件140的方式在传感器保持部件150安装盖部件170。 

在第三发明中，作为推压部件130使用板簧131，以对应该板簧131的挠曲而将旋转辊110向活塞杆202表面推压的方式将板簧131收容于在传感器保持部件150形成的凹部150A中。 

在第四发明中，在基座部件300中，在活塞杆202的冲程方向的不同的各位置以夹着旋转辊110的方式设置有挡尘密封件180、181。 

在第五发明中，设置有支承旋转辊110并使其转动自如的杆部件190，在基座部件300的开口部300A形成有倾斜孔301，该倾斜孔301随着从基座部件300的外周向内周而从活塞杆202的伸长侧朝向缩退侧。在杆部件190具备与倾斜孔301对应的倾斜部191。在倾斜孔301中插入杆部件190的倾斜部191。 

这样，在本第五发明中，杆部件190具有与基座部件300的开口部300A的倾斜孔301对应的形状的倾斜部191，杆部件190的倾斜部191与旋转辊110一同插入倾斜孔301中，由于是如上所述的结构，因此，能够将旋转辊110及挡尘密封件180尽量配置于活塞杆202缩退的一侧。在此，活塞杆202的冲程范围被挡尘密封件180的位置(也可以是旋转辊110的位置)限制。活塞杆202的冲程范围可以是挡尘密封件180越靠向活塞杆202的缩退侧配置就越大(图4(a)、(b)、(c)、(d)、图5(比较例))。 

在第六发明中，推压部件为螺旋弹簧132。以对应该螺旋弹簧132的挠曲而将旋转辊110向活塞杆202的表面推压的方式将螺旋弹簧132收容于在传感器保持部件150形成的凹部150A中。 

附图说明

图1(a)是为了说明现有技术而使用的图，是示意性示出构成汽缸冲程位置测量装置的旋转传感器的结构的图，图1(b)、(c)是为了说明现有技术而使用的图，是示出旋转传感器的结构的图。 

图2是示出第一实施例的汽缸的冲程位置测量装置的结构的图，是从汽缸的杆横截面观察的图。 

图3(a)是示出第一实施例的汽缸的冲程位置测量装置的结构的图，是从汽缸的杆纵截面观察的图，图3(b)是示出汽缸的外观的图。 

图4(a)、(b)、(c)是示出现有技术中的汽缸的冲程范围的图，图4 (d)是示出实施例中的汽缸的冲程范围的图。 

图5是作为相对于实施例的比较例，利用推压部件将旋转辊沿倾斜方向推压于杆的表面的结构的概略图。 

图6(a)是示出现有技术中的旋转辊的接触面的形状的剖面图，图6(b)是示出实施例中的旋转辊的接触面的形状的剖面图。 

图7(a)、(b)是从各方向观察的旋转传感器单元的外观的立体图。 

图8(a)、(b)、(c)、(d)是说明旋转辊的旋转角度和由旋转传感器部检测并输出的输出电压的关系的图。 

图9是详细示出电信号线部件和端子的连接状态的剖面图。 

图10是从汽缸的杆横截面观察的第二实施例的汽缸的冲程位置测量装置的结构的图。 

图11(a)是从汽缸的杆纵截面观察的所述第二实施例的汽缸的冲程位置测量装置的结构的图，图11(b)是示出汽缸的外观的图。 

图12是说明压紧力和滑动量的关系的图。 

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明的实施方式。 

(第一实施例) 

图2是从汽缸的杆横截面观察的第一实施例的汽缸的冲程位置测量装置1的结构的图。另外，图3(a)是从相同汽缸的杆纵截面观察的图，图3(b)是示出汽缸的外观的图。 

如图3(a)所示，在汽缸200的外筒203中滑动自如地设置有活塞(未图示)。在活塞上安装有作为内筒的活塞杆202。在汽缸200的头部200H装配有具有作为汽缸盖部件的功能的基座部件300。基座部件300是用于支承活塞杆202且使其滑动自如，并利用密封件防止脏物等进入汽缸内部的对于汽缸而言不可或缺的部件。另外，如后所述，在基座部件300装配有实施例的旋转传感器单元100。 

基座部件300以包围活塞杆202的外周的方式形成为环状。在基座部件300设置有用于收容旋转传感器单元100的开口部300A。在基座部件300的外周面形成有螺纹部303。通过基座部件300的螺纹部303螺合于 外筒203的内侧的螺纹部，基座部件300装配于汽缸200的头部200H。在基座部件300的外周面和外筒203的内周面之间设置有形成为环状的油密封件380、381。 

活塞杆202滑动自如地设置于基座部件300。由基座部件300、活塞201和外筒203的内壁划分的室构成汽缸盖侧油室204。在基座部件300的内周面设置有挡尘密封件180、181、活塞杆密封件182，以密封与活塞杆202的间隙，防止尘埃等脏物进入汽缸盖侧油室204。另外，在基座部件300的内周面设置有引导活塞杆202的引导部件183。 

在汽缸200的外筒203形成有液压端口(未图示)。经由液压端口向汽缸盖侧油室204供给压力油，或从所述油室经由未图示的液压端口排出压力油。通过向汽缸盖侧油室204供给压力油，活塞杆202缩退，另外，通过从汽缸盖侧油室204排出压力油，活塞杆202伸长。这样，活塞杆202在图3的图中左右方向上直线移动变位。 

图7(a)、(b)是从各方向观察的旋转传感器单元100的外观的立体图。 

同时参照图7、图2和图3可知，旋转传感器单元100通过在形成为板状的传感器保持部件150上装配各结构部件而构成。在传感器保持部件150的一面151分别保持有作为推压部件130的板簧131、旋转辊110、旋转传感器部120和杆部件190。在传感器保持部件150的相反面152设置有连结部件140。传感器保持部件150利用转动轴192支承杆部件190并使其转动自如。 

杆部件190在由所述转动轴192支承的一侧的另一侧具备倾斜部191。在杆部件190的倾斜部191支承旋转辊110并使其转动自如。倾斜部191如后所述，形成为对应于基座部件300的开口部300A的倾斜孔301的倾斜形状。 

杆部件190的转动轴192设置于从旋转辊110的旋转中心110C偏移的位置。如后所述，在传感器保持部件150安装于基座部件300时，杆部件190的转动轴192成为从旋转辊110的旋转中心110C向活塞杆202的延伸侧偏移的位置。在传感器保持部件150的一面151形成有支承杆部件190的转动轴192并使其转动自如的轴承部153。

在传感器保持部件150的一面151形成有凹部150A，在该凹部150A收容板簧131。层叠多片(例如四片)板而构成板簧131。板簧131的片数考虑压紧力来确定。还有，也可以代替板簧131而使用螺旋弹簧、碟形弹簧等任意的弹簧或利用磁力的压紧部件。 

板簧131以能够通过杆部件190将旋转辊110对应于所述板簧131的挠曲而推压的方式收容于凹部150A。如后所述，当传感器保持部件150安装于基座部件300时，旋转辊110被板簧131向相对于活塞杆202的表面垂直或大致垂直的方向推压。另外，如后所述，板簧131的弹簧力、即板簧131将旋转辊110压紧于活塞杆202的压紧力被设定成能够抑制旋转辊110在活塞杆202的表面滑动的程度的大小。如后所述，板簧131将旋转辊110压紧于活塞杆202表面的弹簧力被设定为12kgf以上。在板簧131和杆部件190之间夹有接受板簧131的弹簧力并向杆部件190传递的球193。 

旋转传感器部120是检测旋转辊110的旋转量的传感器，其固定于杆部件190而设置。尤其如图2所示，在旋转辊110设置有旋转轴111，以使轴芯与旋转辊110的旋转中心110C相同。在杆部件190内嵌入安装有轴承(滚柱轴承)113。旋转轴111嵌入安装于轴承113的内侧，被轴承112支承为转动自如。旋转辊110以使其杆接触面110A露出在杆部件190外，能够与活塞杆202的表面接触的方式配置于杆部件190。旋转辊110的接触面110A和杆部件190中与活塞杆202对置的对置面202A配置为大致同一面。这样，通过将杆部件190的滚筒保持部分形成为能够避免与活塞杆202的干扰的最大的外形，能够内置极大尺寸的轴承113，并能够使压紧力及寿命最大化。 

旋转辊110中至少与活塞杆202接触的杆接触面110A由非弹性材料例如金属构成。作为金属，例如使用SCM415H。旋转辊110中至少与活塞杆202接触的杆接触面110A由活塞杆202的硬度以下的硬度构成。另外，旋转辊110中至少与活塞杆202接触的杆接触面110A形成为平坦。 

图8(a)、(b)、(c)、(d)是说明旋转辊110的旋转角度和由旋转传感器部120检测并输出的输出电压的关系的图。 

在旋转轴111设置有作为检测介质的磁铁112。磁铁112形成为圆板 状，以使磁铁的磁化面(着磁面)(S极、N极)成为与旋转轴111正交的平面的方式安装于旋转轴111。 

旋转传感器部120是利用远离磁铁112的位置处的传感器部件将由磁铁112产生的磁力(磁通密度)作为电信号检测的非接触的磁力传感器。旋转传感器部120在磁铁112的旋转面112A即从磁化面间隔规定距离的位置处设置各传感器部件121A、121B而构成。作为传感器部件121A、121B，例如使用霍尔IC。 

如图8(a)、(b)、(c)所示，传感器部件121A、121B在与磁铁112的旋转面112A(N极、S极)平行的平面上，配置于具有规定的相位差的各位置。例如，两个霍尔IC错开90°相位而配置。若旋转辊110的旋转轴111旋转，磁铁112与之相应地旋转，则如图8(d)所示，透过传感器部件121A、121B的磁力(磁通密度)对应于旋转角度而周期性变化。用箭头示出图8(b)、(c)的状态时的传感器部件121A的输出电压。 

由于各传感器部件121A、121B在磁铁112的旋转面上错开相位而配置，因此，各传感器部件121A、121B的输出电压(检测信号)的相位错开。从而，能够基于各传感器部件121A、121B的输出电压，测量旋转辊110的绝对角度、旋转方向。另外，通过对从传感器部件121A、121B输出的检测信号变化一周期的次数进行计数，能够测量旋转辊110的转速。还有，能够基于旋转辊110的绝对角度和旋转辊110的转速，测量汽缸200的活塞杆202的变位量(冲程)。 

连结部件140是电连结旋转传感器部120和外部的信号线即传感器缆线160的部件。连结部件140包括：设置于传感器保持部件150的相反面152的端子台141和设置于端子台141的端子142。旋转传感器部120和端子142利用电信号线部件145电连接。作为电信号线部件145，例如可以使用由具有挠曲性的材料构成且印刷有电信号线145a的基板(挠性基板)。在传感器保持部件150形成有插通电信号线部件145的孔154。 

图9是详细示出电信号线部件145和端子142的连接状态的剖面图。 

如图9所示，端子台141的各端子142的台座143包括：通电部件143a和绝缘部件143b(塑料)。在各台座143形成有螺纹孔144。另一方面，在传感器缆线160的端部利用铆接等电连接有具有螺钉插通孔161a的压 接端子161。另外，在电信号线部件145的端部形成有螺钉插通孔145c，电信号线145a(例如铜箔)露出。 

螺钉146的轴146a插通于垫片147、压接端子161的螺钉插通孔161a、电信号线部件145的螺钉插通孔145c，并螺合于端子台141的各台座143的螺纹孔144，由此，这些压接端子161和电信号线部件145紧固于端子142，两者电连接。这样，根据本实施例可知，由于在端子台141的各端子142紧固电信号线部件145和传感器缆线160而电连接，因此，不需要现有的连接器或焊接等，能够以更少的占用面积、更低的成本电连接旋转传感器单元100和外部的控制器。 

如图3(a)所示，基座部件300具有收容传感器保持部件150的轴承部153、旋转辊110、旋转传感器部120和杆部件190的开口部300A。 

开口部300A包括倾斜孔301，该倾斜孔301能够将杆部件190的倾斜部191与旋转辊110一同收容，并随着从基座部件300的外周向内周，从活塞杆202的伸长侧朝向收缩侧。 

如图2所示，基座部件300具有连接面302，该连接面302与传感器保持部件150的一面151中包含板簧131的各端部的连接面155会合连接。传感器保持部件150的一面151的连接面155和基座部件300的连接面302利用销901定位后，利用螺栓902紧固而连接。还有，在传感器保持部件150的一面151的连接面155和基座部件300的连接面302之间夹有用于防水等的密封部件184。通过在基座部件300连接传感器保持部件150，如图3(a)所示，在开口部300A收容传感器保持部件150的轴承部153、旋转辊110、旋转传感器部120和杆部件190。另外，杆部件190的倾斜部191和旋转辊110插入开口部300A的倾斜孔301中。另外，板簧131的两端被基座部件300固定保持，形成为板簧131的中央部经由球193受到来自杆部件190的弹簧反力的配置。由此，旋转辊110被板簧131向与活塞杆202的表面垂直或大致垂直的方向推压，与汽缸200的活塞杆202的表面接触，对应于活塞杆202的变位而旋转。 

如图2所示，在传感器保持部件150的相反面152的连接面157会合连接盖部件170的连接面171。传感器保持部件150的相反面152的连接面157和盖部件170的连接面171通过螺栓902与基座部件300一同紧固 而连接。还有，在传感器保持部件150的相反面152的连接面157和盖部件170的连接面171之间夹有用于防水等的密封部件185。这样，盖部件170以覆盖传感器保持部件150上的连结部件140的方式安装于传感器保持部件150。在盖部件170形成有传感器缆线160插通的孔173。 

如图3(a)所示，在基座部件300的内周面上，以夹着旋转辊110的方式，在活塞杆202的冲程方向上的不同的各部位设置有挡尘密封件180、181。另外，在基座部件300的内周面上，在从挡尘密封件181向活塞杆202缩退的一侧远离的规定部位设置有活塞杆密封件182。挡尘密封件180、181、活塞杆密封件182以使活塞杆202能够滑动的方式，设置于基座部件300的内周面。在此，对用于装配挡尘密封件180、181的结构进行说明。 

即，在基座部件300的内周面装配有切除对应于倾斜孔301的部位而形成的环状护环350。在护环350和基座部件300之间设置有防止转动(回り止め)的球370。护环350以将活塞杆202的缩退侧的挡尘密封件181压紧于所述缩退侧的基座部件端面的方式，装配于基座部件300的内周面。进而，在护环350装配有活塞杆202的伸长侧的挡尘密封件180。挡尘密封件180通过卡环360固定于护环350。进而，护环350通过卡环361固定于基座部件300。 

这样，通过护环350，将汽缸内侧的挡尘密封件181压紧固定于基座部件300的端面，因此，可以不需要用于固定所述挡尘密封件181的卡环。另外，护环350中配置旋转辊110的端面是切除形成的，因此，能够以更小的占用面积安装旋转辊110。 

(第二实施例) 

图10是从汽缸的杆横截面观察的第二实施例的汽缸的冲程位置测量装置1的结构。另外，图11(a)是从所述汽缸的杆纵截面观察的图，图11(b)是示出汽缸的外观的图。 

以下，对与第一实施例相同的功能的结构要素标注相同的符号，适当省略说明，对与第一实施例不同的结构进行说明。 

在上述第一实施例中，在汽缸200的头部200H上通过拧入来装配具有作为汽缸盖部件的功能的基座部件300，但在本第二实施例中，在装配 于汽缸200的头部200H的现有的汽缸头部件210上通过螺钉固定装配有基座部件300。 

即，如图10、图11所示，在汽缸200的外筒203的上端面203U上利用螺栓212紧固了现有的汽缸头部件210。在汽缸头部件300的内周面设置有挡尘密封件181、活塞杆密封件182。 

还有，进而在现有的汽缸头部件210的上端面210U上利用螺栓213紧固了基座部件300。还有，基座部件300利用螺栓213共同紧固于汽缸头部件210和外筒203两者。 

旋转传感器单元100是在传感器保持部件150装配各结构部件而构成。在传感器保持部件150的一面151分别保持作为推压部件130的螺旋弹簧132、旋转辊110、旋转传感器部120和弹簧保持部件195。在传感器保持部件150的相反面152设置有连结部件140。与第一实施例相同，作为推压部件的螺旋弹簧132以将旋转辊110对应于该螺旋弹簧132的挠曲而向活塞杆202表面推压的方式收容于在传感器保持部件150形成的凹部150A中。 

即，传感器保持部件150经由螺旋弹簧132支承弹簧保持部件195并使其伸缩自如。 

弹簧保持部件195包括：弹簧室部件195A和旋转辊室部件195B。通过将弹簧室部件195A压入旋转辊室部件195B，构成弹簧保持部件195。 

以螺旋弹簧132的一端132A抵接弹簧保持部件195的弹簧室部件195A的方式予以收容。在弹簧室部件195A和旋转辊室部件195B之间形成有空气孔195C。空气孔195C是为了在螺旋弹簧132的伸缩时排出弹簧室部件195A内的空气而设置的。 

在弹簧保持部件195的旋转辊室部件195B中，以利用轴承113支承为转动自如的方式收容旋转辊110。螺旋弹簧132和旋转辊110以使螺旋弹簧132能够将旋转辊110向所述螺旋弹簧132的伸缩方向推压的方式配置。传感器保持部件150安装于基座部件300时，旋转辊110被螺旋弹簧132向与活塞杆202的表面垂直或大致垂直的方向推压。 

在传感器保持部件150的一面151形成有凹部150A，该凹部150A的底面与螺旋弹簧132的另一端132B抵接，并且，在凹部150A的侧面滑 动自如地嵌入安装有弹簧保持部件195。 

在基座部件300的内周面设置有挡尘密封件180。 

因此，若将基座部件300装配于汽缸头部件210，则形成为以夹着旋转辊110的方式，在活塞杆202的冲程方向上的不同的各部位设置有挡尘密封件180、181的配置关系。 

基座部件300具有开口部300A，该开口部300A收容弹簧保持部件195中相当于旋转辊室195B的部分和旋转传感器部120。 

通过在基座部件300连接传感器保持部件150，在开口部300A收容弹簧保持部件195中相当于旋转辊室195B的部分和旋转传感器部120。另外，旋转辊110被螺旋弹簧132向与活塞杆202的表面垂直或大致垂直的方向推压，与汽缸200的活塞杆202的表面接触，对应于活塞杆202的变位而旋转。 

接着，对上述第一实施例、第二实施例的作用效果进行说明。 

基座部件300按汽缸200的大小即活塞杆202的直径或外筒203的直径的大小来准备。但是，如图2或图10所示，无论活塞杆202的直径或外筒203的直径的大小如何，均以使基座部件300中安装传感器保持部件150的安装面302到活塞杆202的表面为止的距离L成为恒定的方式制作基座部件300。由于从安装传感器保持部件150的安装面302到活塞杆202的表面为止的距离L为恒定，因此，能够使从旋转传感器单元100的传感器保持部件150到旋转辊110的杆接触面110A为止的距离恒定。还有，也可以无论汽缸200的大小如何，使基座部件300成为通用件，用间隔件等其他部件进行调节而使上述距离L成为恒定。 

因此，根据本实施例，即使汽缸200的杆直径或外筒直径不同，只要相应地准备基座部件300即可，旋转传感器单元100可以使用通用部件。这样，根据本实施例，通过利用旋转传感器检测旋转辊的旋转量，测量汽缸的冲程位置时，能够实现旋转传感器单元100的通用化。 

另外，在本实施例中，以覆盖连结部件140的方式，在传感器保持部件150安装盖部件170。因此，能够保护旋转传感器单元100使其不受到外部脏物等的污染。 

另外，尤其在第一实施例中，作为推压部件130使用板簧131，以能 够通过杆部件190将旋转辊110向所述板簧131的挠曲方向推压的方式将板簧131收容于凹部150A。因此，与使用螺旋弹簧的情况相比，能够将旋转传感器单元100在弹簧伸缩方向上的占用面积抑制地比较小。 

另外，在本实施例中，在基座部件300以夹着旋转辊110的方式将挡尘密封件180、181设置于活塞杆202的冲程方向的不同的位置。因此，能够防止脏物等从外部进入旋转辊110、尤其是旋转辊110和活塞杆202接触的部分，并且，能够防止在旋转辊110存在的场所产生的脏物等进入汽缸内。 

另外，在第一实施例中，杆部件190具有与基座部件300的开口部300A的倾斜孔301相对应的形状的倾斜部191，杆部件190的倾斜部191与旋转辊110一起插入倾斜孔301中，由于是如上所述的结构，因此，能够将旋转辊110及挡尘密封件180尽量配置于活塞杆202缩退的一侧。在此，活塞杆202的冲程范围被挡尘密封件180的位置(也可以为旋转辊110的位置)限制。活塞杆202的冲程范围可以是挡尘密封件180越靠向活塞杆202的缩退侧配置就越大。参照图4(a)、(b)、(c)、(d)、图5(比较例)，进行说明。 

如图4(a)所示，通常，在汽缸的头部装配汽缸头部件8000。汽缸头部件8000是为了支承活塞杆7000且使其滑动自如、并利用挡尘密封件8100防止脏物等进入汽缸内部而对汽缸而言不可或缺的部件。在汽缸头部件8000的外周形成有螺纹部8200，该螺纹部8200螺合于汽缸内侧的螺纹部，由此将汽缸头部件8000装配于汽缸的头部。 

在此，活塞杆7000的冲程范围被汽缸头部件8000的上端位置限制。活塞杆7000能够在最大伸长位置至最小缩退位置的冲程范围ST内自由移动。 

设想在汽缸的头部装配了如图1(b)、(c)中说明的旋转传感器单元9000。在这种情况下，如图4(b)所示，需要将旋转传感器单元9000整体装配于汽缸头部件8000的上端面，以回避汽缸头部件8000的螺纹部8200或挡尘密封件8100。因此，该旋转辊1000位于从汽缸头部件8000的上端位置向杆伸长侧离开规定距离ΔST的位置。在此，活塞杆7000的最小伸缩位置被旋转辊1000的位置限制。因此，在装配了专利文献1所 述的旋转传感器的情况下，与不是该情况的情况相比，活塞杆7000的冲程范围缩短与从汽缸头部件上端位置至旋转辊1000的位置为止的距离ΔST相对应的距离。 

另外，若欲在汽缸的头部装配图1(b)、(c)所示的旋转传感器单元后，确保与图4(a)所示的汽缸相同的冲程范围，则如图4(c)所示，汽缸的两销之间的距离PN变长。因此，在装配了图1(b)、(c)所示的旋转传感器的情况下，与不是该情况的情况相比，汽缸的占用面积变大。 

图4(d)是在汽缸的头部装配了第一实施例的旋转传感器单元100、基座部件300的情况的概略图，是为了与图4(a)、(b)、(c)对比而示出的。根据本实施例，将作为头部件发挥功能的基座部件300与现有的头部件8000相同地安装于汽缸头，在基座部件300形成倾斜孔301，在杆部件190形成与基座部件300的倾斜孔301对应的形状的倾斜部191，将杆部件190的倾斜部191与旋转辊110一同插入倾斜孔301中，由于是如上所述的结构，因此，能够使挡尘密封件180及旋转辊110位于比现有的汽缸头部件8000的上端位置向杆收缩侧偏移的位置、即、使挡尘密封件180位于与现有的挡尘密封件8100大致相同的位置。即，若对比图4(d)和图4(b)，则在图4(b)的以往的情况下，不得不使挡尘密封件180位于从现有的汽缸头部件8000的上端位置向杆伸长侧离开与规定距离ΔST相对应的距离的位置，相对于此，在图4(d)所示的本实施例的情况下，能够使挡尘密封件180位于比现有的汽缸头部件8000的上端位置向杆伸长侧偏移的位置(与现有的挡尘密封件8100大致相同的位置)。 

从而，根据本实施例，与现有技术相比，活塞杆7000的冲程范围扩大，能够将冲程范围的减小抑制到最小限度。另外，如图4(c)所示，不需要为了确保活塞杆7000的冲程范围而增大汽缸的两销之间的距离PN，从而能够抑制汽缸的占地面积的扩大。 

图5中作为比较例用概略图示出了利用推压部件130将旋转辊110沿倾斜方向推压于活塞杆7000的表面的结构。汽缸设计成活塞杆7000在与冲程方向x垂直的方向y上也某种程度变位。因此，若在利用旋转传感器的测量中，活塞杆7000不仅在冲程方向x上变位，而且在与之垂直的方向y上也变位，则旋转辊110沿倾斜方向被推压于杆表面，由于是如上所 述的结构，因此，旋转辊110额外旋转与垂直方向y的变位量相对应的量。因此，在旋转辊110的旋转量上产生误差。针对此，根据本发明，即使活塞杆202在垂直方向y上变位，旋转辊110也被大致垂直地推压于杆表面，由于是如上所述的结构，因此，旋转辊110仅在所述垂直方向y上变位，从而不会在旋转辊110发生与垂直方向y的变位相对应的旋转。因此，旋转辊110的旋转量几乎不发生误差。这样，根据本发明，能够在使推压部件130的推压方向不倾斜的情况下配置旋转辊110，从而在旋转传感器几乎不产生测量误差，并获得上述效果、即能够将冲程范围的减少抑制到最小限度等效果。 

另外，在第一实施例中，作为推压部件130使用板簧131，在板簧131和杆部件190之间夹有受到板簧131的弹簧力并向杆部件190传递的球193。因此，能够使基于板簧等推压部件130的压紧位置恒定，弹簧常数变得恒定，得到稳定的恒定压紧力。能够抑制压紧力的不均，从而防止旋转辊110的滑动或活塞杆202的表面的损伤。 

另外，在第一实施例中，将旋转传感器部120安装于杆部件190。因此，能够紧凑化旋转传感器单元100。 

另外，在本实施例中，由金属等非弹性部件构成旋转辊110的接触面110A。因此，不会由于温度变化或经年变化而引起弹性变化，能够抑制滑动量或旋转辊110的直径的变化。因此，能够抑制由温度变化、经年变化引起的汽缸200的活塞杆202的冲程的测量精度的降低。还有，可以仅将旋转辊110的相当于接触面110A的部分如上所述由非弹性部件构成，也可以将旋转辊110整体由非弹性部件构成。 

另外，旋转辊110的接触面110A由与橡胶等弹性材料相比摩擦系数相对于相同金属的杆表面比较小的非弹性材料(金属)构成，但由于旋转辊110被推压部件130以抑制滑动的压紧力推压在活塞杆202的表面，因此，能够防止在旋转辊110和活塞杆202之间产生大的摩擦力而发生滑动的情况。还有，若压紧力过大，则旋转辊110或活塞杆202的磨损的进展可能变快。因此，压紧力优选是考虑了磨损的规定值以下的压紧力。 

另外，在本实施例中，将旋转辊110的至少与活塞杆202接触的面110A形成为平坦。因此，即使旋转辊110与活塞杆202的表面接触的位置不同， 也可以如图6(b)所示，旋转辊110的旋转半径d表示相同的值d、d。因此，不会由于旋转辊110与活塞杆202的表面接触的位置的原因，导致汽缸200的活塞杆202的冲程的测量精度降低。相对于此，在图1(b)、(c)所示的旋转辊1000中如图6(a)所示，旋转辊1000的接触面1000A形成为沿活塞杆7000的外周面的形状的圆弧形状，因此，若旋转辊1000与活塞杆7000的表面接触的位置不同，则表示旋转辊1000的旋转半径d为不同的值d、d+Δd。因此，会发生由于旋转辊1000与活塞杆7000的表面接触的位置的原因，导致汽缸的杆的冲程的测量精度降低的问题。还有，即使旋转辊1000的接触面1000A平坦，只要是由橡胶等弹性材料构成，接触面1000A就会通过与活塞杆7000的表面接触而变形为圆弧形状。根据本实施例可以解决这样的问题。 

如上所述，根据本实施例，能够抑制旋转辊110和活塞杆202之间的滑动，并且，不论温度变化或经年变化如何，也不论旋转辊110与活塞杆202接触的位置如何，均能够将旋转辊110的旋转半径d保持恒定，能够将杆的冲程测量精度维持为高精度。 

另外，在本实施例中，将推压部件130把旋转辊110向活塞杆202表面推压的推压力设定为12kgf以上。即，图12中示出了将旋转辊110向活塞杆202压紧的压紧力和在一定条件下赋予冲击时每一次冲击所导致的旋转辊110在活塞杆202的表面滑动的滑动量的关系。如图12所示，若压紧力为12kgf以上，则能够将滑动量降低至规定的基准水平以下。 

另外，在本实施例中，将旋转辊110以至少与活塞杆202接触的面110A为活塞杆202的硬度以下的硬度构成。由此，能够抑制旋转辊110与活塞杆202接触而引起的活塞杆202的磨损。还有，可以仅将旋转辊110的相当于杆接触面110A的部分由上述硬度构成，也可以将旋转辊110的整体由上述硬度构成。

Claims (5)

1.一种汽缸的冲程位置测量装置，其测量汽缸(200)的冲程位置，其特征在于，具备：

旋转辊(110)，其与汽缸(200)的活塞杆(202)的表面接触，对应于活塞杆(202)的变位而旋转；

推压部件(130)，其将旋转辊(110)向活塞杆(202)的表面推压；

旋转传感器部(120)，其检测旋转辊(110)的旋转量；

连结部件(140)，其设置在传感器保持部件(150)的相反面(152)，并将旋转传感器部(120)和外部的信号线(160)电连接；

基座部件(300)，其安装于汽缸(200)的头部(200H)，具有至少收容旋转辊(110)和旋转传感器部(120)的开口部(300A)；

传感器保持部件(150)，其在一面(151)保持推压部件、旋转辊(110)和旋转传感器部(120)，并以将旋转辊(110)和旋转传感器部(120)收容于基座部件(300)的开口部(300A)的方式安装于基座部件(300)；

盖部件(170)，其以覆盖连结部件(140)的方式安装于传感器保持部件(150)。

2.一种汽缸的冲程位置测量装置，其测量汽缸(200)的冲程位置，其特征在于，具备：

旋转辊(110)，其与汽缸(200)的活塞杆(202)的表面接触，对应于活塞杆(202)的变位而旋转；

推压部件(130)，其将旋转辊(110)向活塞杆(202)的表面推压；

旋转传感器部(120)，其检测旋转辊(110)的旋转量；

连结部件(140)，其将旋转传感器部(120)和外部的信号线(160)电连接；

基座部件(300)，其安装于汽缸(200)的头部(200H)，具有至少收容旋转辊(110)和旋转传感器部(120)的开口部(300A)；

传感器保持部件(150)，其在一面(151)保持推压部件、旋转辊(110)和旋转传感器部(120)，并以将旋转辊(110)和旋转传感器部(120)收容于基座部件(300)的开口部(300A)的方式安装于基座部件(300)，

在基座部件(300)中，在活塞杆(202)的冲程方向的不同的各位置以夹着旋转辊(110)的方式设置有挡尘密封件(180、181)。

3.一种汽缸的冲程位置测量装置，其测量汽缸(200)的冲程位置，其特征在于，具备：

旋转辊(110)，其与汽缸(200)的活塞杆(202)的表面接触，对应于活塞杆(202)的变位而旋转；

推压部件(130)，其将旋转辊(110)向活塞杆(202)的表面推压；

旋转传感器部(120)，其检测旋转辊(110)的旋转量；

连结部件(140)，其将旋转传感器部(120)和外部的信号线(160)电连接；

基座部件(300)，其安装于汽缸(200)的头部(200H)，具有至少收容旋转辊(110)和旋转传感器部(120)的开口部(300A)；

传感器保持部件(150)，其在一面(151)保持推压部件、旋转辊(110)和旋转传感器部(120)，并以将旋转辊(110)和旋转传感器部(120)收容于基座部件(300)的开口部(300A)的方式安装于基座部件(300)；以及

杆部件(190)，其支承旋转辊(110)并使其转动自如，

其中，在基座部件(300)的开口部(300A)形成有倾斜孔(301)，该倾斜孔(301)随着从基座部件(300)的外周向内周而从活塞杆(202)的伸长侧朝向缩退侧，

在杆部件(190)具备与倾斜孔(301)对应的倾斜部(191)，

在倾斜孔(301)中插入杆部件(190)的倾斜部(191)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的汽缸的冲程位置测量装置，其特征在于，

推压部件为板簧(131)，以对应该板簧(131)的挠曲而将旋转辊(110)向活塞杆(202)表面推压的方式将板簧(131)收容于在传感器保持部件(150)形成的凹部(150A)中。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的汽缸的冲程位置测量装置，其特征在于，

推压部件为螺旋弹簧(132)，以对应该螺旋弹簧(132)的挠曲而将旋转辊(110)向活塞杆(202)的表面推压的方式将螺旋弹簧(132)收容于在传感器保持部件(150)形成的凹部(150A)中。

Images